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호주 애그테크 스타트업인 바이오스카우트가 개발한 곰팡이균 탐지 장비가 농장에 설치돼 있다. 이 장비를 손오공
이용하면 농작물 곰팡이병이 발생하기 전에 사전 탐지가 가능하다.<사진제공=바이오스카우트>



농작물을 재배하기 위해서 필요한 것 중 하나가 바로 농약이다. 우리나라 농경지 면적의 1% 수준인 유기농을 제외하고는 어쩔 수 없는 선택의 영역이다. 최근 들어서는 농약이라는 말 대신에 ‘오션릴게임
작물보호제’라는 용어를 주로 사용하는 것에서도 알 수 있듯이 각종 병충해로부터 작물을 지켜내는 것이 바로 농약이다. 농업 생산성을 유지하기 위해 어쩔 수 없이 필요한 것이 농약이지만 과다 사용하는 것은 사람의 건강이나 자연 환경에 나쁜 영향을 미칠 수 있기 때문에 주의해야 하는 것이 당연하다. 그럼에도 우리나라는 여름철 고온다습한 환경, 최근 들어서는 다발오리지날황금성
적인 기상이변 등 영향으로 농약 사용량을 줄이기가 매우 어렵다. 농지 단위면적당 농약 사용량에서 우리나라가 OECD 국가들 중 압도적인 1위를 차지하는 배경이다.



공중에 떠다니는 곰팡이병 포자를 AI로 확인



셀런주가


바이오스카우트 창업자인 루이스 콜린스 CEO가 곰팡이균 탐지 장비 앞에서 관련 기술과 성능에 대해 설명하고 있다.



그런데 호주 스타트업이 농약 사용량을 획기적으로 줄일 수 있는 신기술 제품을 출시해 화제가 되고 있다. 호주식주문방법
주 뉴사우스웨일즈 주도인 시드니 남서쪽 매릭빌에 위치한 바이오스카우트(BioScout)가 그 주인공이다.

바이오스카우트의 핵심 제품은 공중에 떠다니는 곰팡이 병원균을 자동으로 탐지해 내는 장비다. 예를 들어 와이너리에 있는 포도밭에 이 제품을 설치하면 포도나무가 곰팡이병에 걸리기 전에 공중에 떠다니는 곰팡이 포자를 확인할 수 있어 실제 곰팡이병이 발생하기 전에 감염 가능성을 탐지할 수 있다. 빠르면 수 주 전에 확인하는 것도 가능하다. 정확한 포자를 확인해 어떤 곰팡이균인지를 확인하면 그에 맞는 방제약을 미리 살포할 수 있기 때문에 사전에 문제를 해결할 수 있다. 그만큼 농약 사용량을 줄일 수 있어 비용도 절감하고 환경에 미치는 악영향도 최소화할 수 있다.


밖으로 돌출된 흡입 통해 외부 공기 빨아들여





바이오스카우트가 개발한 곰팡이균 탐지장비 내부 모습. 사진 밑으로 길게 삐져 나온 부분이 공기 흡입구다.



이 회사의 창업자 루이스 콜린스 CEO는 시드니대학에서 의생명공학과 컴퓨터공학 등 전공으로 석박사를 마친 뒤 2020년 바이오스카우트를 설립했다. 곰팡이 포자를 활용한 질병 탐지에 관한 그의 박사논문을 기반으로 창업에 나선 것이다. 콜린스 CEO는 “호주와 뉴질랜드, 캐나다, 브라질에 이어 최근 유럽에도 우리 제품을 공급하면서 500만 호주달러(약 44억원) 투자금을 추가로 유치했다”며 “매출액도 연간 200만 호주달러 수준에서 향후 18개월 내 500만 호주달러까지 늘어날 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

바이오스카우트는 곰팡이병을 어떻게 탐지하는 것일까. 우선 장비의 앞쪽에는 공기 흡입구를 달았다. 밖으로 5cm 정도 돌출돼 있는 이 흡입구는 50원짜리 동전이 들어갈만 한 정도의 세로 크기로 뚫려있는 입구를 통해 공기를 빨아들인다. 공기를 잘 흡입할 수 있도록 하기 위해 흡입구가 반드시 바람이 불어오는 쪽을 향하도록 장비 자체가 360도 자동으로 회전한다. 바람이 불지 않는 날에는 장비 내부에 있는 팬을 돌려 공기를 빨아들인다.


현미경 사진을 다시 220개 조각으로 나눠 판별





바이오스카우트 곰팡이균 탐지장비의 내부에 있는 현미경이 찍은 사진을 보면 총 9개의 곰팡이균 포자가 탐지돼 있다. 이 사진은 오른쪽에 있는 그림처럼 현미경이 찍은 이미지를 220개로 나눈 한 조각의 사진이다.



이렇게 흡입된 공기 중에는 각종 물질이 포함돼 있다. 먼지도 있을 수 있고 때로는 작은 곤충도 빨려 들어오곤 한다. 그리고 공기 중에 곰팡이균이 날라다니는 경우엔 그 포자도 흡입된다. 흡입된 각종 물질은 안쪽에 설치돼 있는 끈끈이 테이프에 달라붙게 된다. 이 테이프를 장비 내부에 설치한 현미경으로 사진을 찍듯이 스캔해 그 이미지를 본사에 있는 클라우드로 보낸다. 이어 자체 개발한 인공지능(AI)인 머신러닝 프로그램을 돌려 어떤 곰팡이균 포자인지를 확인한다. 이 장비를 설치한 농장에서는 바이오스카우트 본사가 분석한 정보를 바탕으로 곰팡이병이 발생하기 전에 사전적으로 방제 작업을 함으로써 문제를 해결한다.




바이오스카우트 곰팡이균 탐지장비 내부의 현미경이 찍은 이미지를 220개 조각으로 나누어 각 조각 내에 곰팡이균 포자가 몇 개 있는지를 나타낸 그림이다.



닉 릴리화이트 AI헤드는 이 장비의 내부를 직접 보여주면서 “장비의 핵심은 끈끈이 테이프로 잡아낸 물질들 중에서 곰팡이균 포자를 특정해 내고, 이 포자가 얼마나 퍼져 있는지를 정확하게 확인함으로써 병해충 발생을 미리 경고하는 것”이라며 “이를 실현하기 위해 현미경으로 촬영한 테이프 이미지 하나를 220개 조각으로 나누어 분석함으로써 정확도를 90% 이상으로 끌어올렸다”고 소개했다. 흡입구를 통과한 물질이 달라붙는 테이프 하나의 크기는 2mm×8mm로 아주 작다. 바이오스카우트는 이 테이프를 현미경으로 찍은 이미지를 다시 220개 조각으로 나누어 세밀히 살펴본다. 물론 이 과정은 머신러닝이라는 AI기술을 활용해 자동으로 이뤄진다. AI는 테이프에 달라붙은 각 물질들의 형상을 파악해 곰팡이균 포자의 개수를 정확하게 판별해 낸다. 어떤 조각에는 곰팡이균 포자가 하나도 없지만 어떤 조각에는 9개가 밀집해 있는 경우도 있다. 릴리화이트 AI헤드는 “이미지 내에서 곰팡이균을 정확하게 파악하기 위해 회사 내에 사이언스팀을 별도로 두고 있다”며 “최종적으로 데이터팀과 사이언스팀이 서로 의논해서 리스크를 판별한 뒤 농장에 경보를 발령하게 된다”고 말했다.

바이오스카우트 장비로 탐지할 수 있는 곰팡이병은 매우 다양하다. 찰스 시몬스 최고영업책임자(CSO)는 “곡물류에 주로 나타나는 녹병과 흰별무늬병, 그물무늬병 등 곰팡이병을 비롯해 유지작물류의 무름병, 포도의 백분병이나 노균병, 채소류의 알터나리아나 보트리티스 등 웬만한 곰팡이균들을 다 잡아낼 수 있다”고 밝혔다.


1ha 서비스에 연 1760만원...한국 진출도 관심





바이오스카우트 직원들이 사무실에서 자유롭게 일하며 휴식을 취하고 있다.



바이오스카우트의 사업 모델은 단순히 이 장비를 판매하는 것이 아니라 농가에 장비와 서비스를 함께 공급하는 구독모델을 기본으로 하고 있다. 시몬스 CSO는 “농장의 작물 종류나 특성에 따라 장비를 어떤 간격으로 몇 개 설치해야 하는지 결정해야겠지만 대개 한 사이트에 장비 2개를 설치해 운영하는 것을 권장한다”며 “1ha 면적 농지에 장비 2개를 설치해 서비스받는 비용이 대략 연간 2만 호주달러(약 1760만원)정도 된다”고 소개했다. 그는 “아무래도 비용이 들다보니까 대규모 기업형 농장에서 우리 제품을 주로 사용하고 있다”며 “유럽 중심으로 35개 대형 농장에 서비스를 해주고 있으며, 남미에서는 총판계약을 맺은 현지 업체가 유럽과 비슷한 숫자의 농장에 장비를 보급했다”고 덧붙였다.

이곳에서 제품 개발에 참여하고 있는 김세진 데이터 엔지니어는 “우리나라 농장에서도 바이오스카우트 장비가 충분히 역할을 할 수 있을 것으로 보고 한국 시장 진출에도 큰 관심을 갖고 있다”며 “한국에서 발생하는 곰팡이병도 대부분 탐지할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 농작물의 병해충은 크게 곰팡이병과 세균병, 바이러스병으로 구분되는 데 우리나라에서 발생하는 농작물 병해충 중 60% 정도가 곰팡이병으로 알려져 있다.


농업 이어 의료·환경·보안용 장비도 개발 추진





바이오스카우트에 대해 소개해준 직원들이 포즈를 취했다. 왼쪽부터 닉 릴리화이트 AI헤드, 김세진 데이터 엔지니어, 찰스 시몬스 최고영업책임자(CSO).



바이오스카우트의 장점 중 하나는 사업 확장성이 무궁무진하다는 점이다. 콜린스 CEO는 “지금은 곰팡이병만 잡아낼 수 있지만 현미경 성능과 AI 기술이 발전하면 박테리아와 같은 세균성 병원균도 탐지할 수 있을 것”이라고 말했다. 그는 “뉴질랜드에서 양을 기르는 축사에서 전염병 예방 센서를 실험하는 등 가축의 공기중 전염병을 예방하는 데도 활용할 수 있다”고 덧붙였다.

농업 이외의 다른 분야에서도 병원균 탐지 기술을 충분히 활용할 수 있어 지속적인 사업 영역 확장이 시도되고 있다. 그 대표적인 분야가 의료, 바이오헬쓰, 환경, 안보 등이다. 의료 쪽에서는 독감이나 코로나19와 같은 바이러스 질병이나 박테리아, 알레르기성 곰팡이균 포자처럼 인간에게 질환을 일으키는 병원균을 탐지할 수 있다. 병원이나 학교, 사무실 등에서 실내 공기의 생물학적 오염을 탐지하는 용도로도 사용 가능하다. 뿐만 아니라 생화학 무기의 위험을 탐지하거나 화학공장에서의 작업환경 안전을 확보하기 위한 용도로도 충분히 활용할 수 있다. 콜린스 CEO는 “최근 들어 기후변화 여파로 산불이 많이 발생하고 있다”며 “산불이 나면 가장 빨리 파악할 수 있도록 연기를 탐지하는 시스템도 개발하고 있다”고 소개했다.
[정혁훈 농업전문기자]
※ 이 기사는 한국언론진흥재단의 ‘2025년 한·호주 언론교류 프로그램’ 지원으로 작성되었습니다.